福建省永安第十二中学高中物理鲁科版必修二教案：5.2万有引力定律的应用

第2节　万有引力定律的应用 三维目标 一、知识与技能 1.通过对行星绕恒星的运动及卫星绕行星的运动的研究，初步掌握研究此类问题的基本方法：万有引力作为圆周运动的向心力； 2.初步了解人造卫星的发射、运行等状况，建立正确的物理模型图景； 3.能应用万有引力定律解决天体问题； 4.通过万有引力定律计算天体运行的速度，角速度，周期，向心加速度[来源:学&科&网] 二、过程与方法 1.通过万有引力定律在天文学上的应用使学生能熟练地掌握万有引力定律； 2.通过学习万有引力定律在天文学上的应用，了解世界和中国的航天事业的发展. 三、情感态度与价值观 通过学习万有引力定律在天文学上的应用，能解决实际问题，增强学生学习物理的热情. 教学过程 导入新课：万户飞天 万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来学习万有引力定律在天文学上的应用. 推进新课 学生阅读有关内容 一、人造卫星上天 人造地球卫星： 教师活动：知道了行星的运动规律，学习了万有引力定律，现在来讨论引言中提出的问题：为什么宇宙飞船能登上月球？为什么飞船能像月亮那样围绕地球旋转？飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚？在进一步的探索中，人类会对更遥远的星球有些什么了解？ 在《自然哲学的数学原理》一书中，牛顿用一张图解释行星能保持在某轨道运行的原因.其实，这张图已隐含了飞船上天并绕地球运行的奥秘（如图）.牛顿认为“由于向心力，行星会沿某一个轨道运动.如果考虑抛体运动，这一点就容易理解了：投掷一块石头，该石头理应做直线运动，但是由于其自身重力，石头离开直线路径，做曲线运动，最终落回地面；投掷速度越大，落地点距投掷点越远.于是我们假设随着速度的不断增大，石头在落地前画出1、2、5、10、100或1 000英里长的弧线，直至最后超出地球的限度，进入空间永远不回到地球.” 只要抛出的速度足够大，被抛出的物体就会像月球那样不再掉下来，这实际上就是人造地球卫星或宇宙飞船上天的原理. 1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星高速穿过大气层进入太空，绕地球旋转了1 400周，它的成功发射，是人类迈向太空的第一步，这就是苏联发射的“人造地球卫星”1号.该卫星为球形，外直径为58厘米，质量为83千克，发射于苏联的拜科努尔发射场. 从地球有了第一颗人造卫星至今仅50年，各国的空间技术都有了突飞猛进的发展.50年代末到60年代初